خمسة تطورات تقنية رئيسية في المعالجة بالأشعة فوق البنفسجية يجب أن تعرفها

تحدد سميثرز بيرا التطورات الرئيسية في تكنولوجيا الإشعاع التي تعزز الإنتاجية في سوق الطباعة المعالجة بالإشعاع.

وفقًا لـ مستقبل أسواق الطباعة المعالجة بالإشعاع حتى عام 2022فإن الطباعة المنتجة باستخدام أحبار وورنيش المعالجة بالإشعاع (الأشعة فوق البنفسجية والأشعة الإلكترونية) في عام 2017 بلغ إجمالي المطبوعات التي تم إنتاجها باستخدام أحبار المعالجة بالإشعاع (الأشعة فوق البنفسجية والأشعة الإلكترونية) حوالي 1.38 تريليون مطبوعة مقاس A4، بقيمة 63.4 مليار دولار. ينمو السوق بحوالي 2-3% سنويًا من حيث الحمولة.

مع نمو عائدات الحبر بوتيرة أسرع من سوق الرسومات والتغليف بشكل عام، يستفيد المستخدمون من التجفيف الفوري لتحسين كفاءتهم الإنتاجية واستغلال الخصائص الزخرفية والوظيفية للأحبار والطلاءات. لا تقتصر المعالجة بالإشعاع على توفير الوقت عن طريق التجفيف الفوري فحسب، بل تتيح أيضًا العديد من الكفاءات عبر عملية إنتاج أوسع نطاقًا.

بينما تنخفض أحجام الطباعة في مجال الرسومات بشكل عام بنسبة 3.0% سنويًا بين عامي 2012 و2022، فإن قطاعات الطباعة المعالجة بالإشعاع، وسوق التغليف الذي لا يزال مزدهرًا، تستعد لتوسيع حصتها في السوق. سينمو حجم المعالجة بالإشعاع بنسبة 25.0% من حيث الحجم و33.6% من حيث القيمة خلال هذه الفترة.

وتحدد شركة سميثرز بيرا التطورات الرئيسية في تركيبات الحبر والورنيش وتقنيات المعالجة التي تدعم هذا التوسع.

المعالجة بالأشعة فوق البنفسجية منخفضة الطاقة

تتغير طرق المعالجة بالأشعة فوق البنفسجية. لا تزال غالبية عمليات التجفيف بالأشعة فوق البنفسجية في عام 2017 تتم باستخدام مصابيح الكوارتز التي تعمل ببخار الزئبق، ولكن هذه المصابيح تستغرق وقتاً طويلاً حتى يتم تسخينها وهناك مخاطر صحية وبيئية محتملة في نهاية عمرها الافتراضي.

تعمل هذه القيود على تضخيم فوائد المعالجة منخفضة الطاقة. وقد صُمم نظام المعالجة هذا لتجفيف الطباعة باستخدام طاقة أقل بكثير من مصابيح بخار الزئبق التقليدية، باستخدام مصباح واحد مخدّر بالزئبق.

يستخدم هذا النظام أحباراً خاصة تتميز بأحبار وورنيش المعالجة بالأشعة فوق البنفسجية التقليدية. لا تنبعث من هذه المصابيح الأطوال الموجية الأقصر للأشعة فوق البنفسجية التي تولد الأوزون، مما يلغي الحاجة إلى استخلاص الأوزون. كما أنها تنتج حرارة مهدرة أقل، وبالتالي تتطلب تبريداً أقل، مما يقلل من استهلاك الطاقة.

ويجري الآن استخدام هذه التقنية في أمريكا الشمالية وأوروبا. يمكن استخدام المعالجة بالطاقة المنخفضة في مكابس الإتقان بمصباحين لتجفيف كل جانب، ولدى كوموري مكابس ويب تجارية تستخدم تقنية الأشعة فوق البنفسجية العالية الطاقة بدلاً من فرن الهواء الساخن، مما يقلل من مساحة المكبس – وهو أمر مهم في سوقها المحلي في اليابان، حيث تجعل التكلفة العقارية المرتفعة للغاية توفير المساحة ميزة كبيرة من حيث التكلفة.

المعالجة بالأشعة فوق البنفسجية LED

تستخدم المعالجة بمصابيح LED بالأشعة فوق البنفسجية ثنائيات باعثة للضوء تنبعث منها نطاق ضيق من الأشعة فوق البنفسجية، مما يوفر ذروة طاقة الأشعة فوق البنفسجية، والتي توفر توزيعًا واسعًا للإخراج عبر الطيف، بما في ذلك الأشعة المرئية والأشعة تحت الحمراء.

توفر المعالجة بمصابيح LED طاقة أقل من أنظمة الأشعة فوق البنفسجية ذات المصباح الزئبقي منخفضة الطاقة، وهناك إمكانية تشغيل وإيقاف فوري، مما يقلل من وقت التوقف عن العمل المطلوب في انتظار وصول المصابيح إلى الطاقة الكاملة، بالإضافة إلى توفير كبير في الطاقة من خلال تزامن المعالجة مع وضع الحبر. العيب هو التوافر المحدود للأحبار المناسبة، وارتفاع التكلفة المرتفعة المرتبطة بها حاليًا.

يتزايد نطاق مصابيح LED بالأشعة فوق البنفسجية المتاحة تجاريًا، مما يؤدي إلى استخدام مصابيح LED على نطاق أوسع في تركيبات الإضاءة العامة. وتبلغ الطابعات التي تستخدم بالفعل مصابيح LED للأشعة فوق البنفسجية عن استهلاك طاقة أقل بنسبة 70% من أنظمة الأشعة فوق البنفسجية التقليدية. ومن عوامل الجذب الأخرى لأنظمة الصمام الثنائي الباعث للضوء فوق البنفسجي LED تألق ألوانها الناجم عن ارتفاع محتوى الصبغة.

تتجاوز الأشعة فوق البنفسجية LED التطبيقات المتخصصة إلى قطاعات ذات حجم أكبر في بعض البلدان الأوروبية، مثل الطباعة على الورق حيث تتميز هذه التقنية بقدرتها على توفير قوة لونية عالية.

المعالجة بالشعاع الإلكتروني

تستخدم المعالجة بالحزمة الإلكترونية شعاع إلكترون عالي الطاقة لبدء تفاعل البلمرة الجذري الحر. تنبعث ستارة من الإلكترونات المتسارعة نحو السطح المطبوع في غرفة مفرغة. تمر الإلكترونات النشطة من خلال رقاقة نافذة من التيتانيوم باتجاه الحبر الرطب، ويتم امتصاص الطاقة بواسطة طبقة الحبر وتحدث عملية المعالجة.

وتتمثل فائدة هذه التقنية في تغلغل الإلكترونات في جسم غشاء الحبر بدلاً من السطح فقط، مما يضمن المعالجة الجيدة من خلال المعالجة. تُستخدم هذه التقنية على نطاق واسع في الأمريكتين في مكابس الشبكة العريضة، ولكنها أقل استخدامًا في أوروبا.

هناك تطورات لتوسيع نطاق استخدامه من خلال وحدات المعالجة بالإشعاع الإلكتروني الأقل تكلفة والأصغر حجمًا، بما في ذلك العمليات الأولى التي يتم تغذيتها بالصفائح، وتكنولوجيا الحبر لتوسيع نطاق الاستخدام على مكابس فليكسو والحفر. لا تزال نسبة استخدام الأشعة الإلكترونية في المعالجة بالإشعاع منخفضة، حيث بلغت 4-5% فقط في عام 2017، ومعظمها في أمريكا الشمالية وأقل في أماكن أخرى.

أحبار وطلاء منخفضة الهجرة

نظرًا لأن المعالجة بالإشعاع تستخدم على نطاق واسع في تغليف المواد الغذائية والأدوية والتبغ، فمن المهم ألا تنتقل أي مكونات من الطباعة إلى المنتج وتسبب أي تأثيرات حسية. ويكتسب هذا الأمر أهمية خاصة في عبوات التبغ، حيث إن معايير العبوات الخالية من الروائح والمقاومة للانتقال من خلال حقيقة أن التبغ استرطابي.

تعتبر الرائحة والتلوث من المشكلات المحتملة لجميع المحولات. تقوم الشركات المصنعة للأحبار بتركيب أحبار منخفضة الهجرة باستخدام مكونات مختارة، مما يضمن أن تكون الهجرة من طبقة حبر الطباعة الناتجة في حدود الهجرة المقبولة.

قد يختار مصممو الحبر مكونات من المجموعة المعروفة من المكونات المعتمدة، أو اختيار الفئات الجديدة من المواد التي أصبحت متاحة والتي توفر تلوثًا محتملًا أقل بطبيعتها. يتم التعامل مع هذه المشكلة الآن من خلال التشريعات الجديدة التي تم الإعلان عنها في عام 2017 في الاتحاد الأوروبي والأسواق الأخرى مثل اليابان.

الأحبار الهجينة

يقوم العديد من مصنعي الأحبار باستكشاف طرق جديدة لصياغة الأحبار لتوسيع نطاق تطبيقات أحبار الأشعة فوق البنفسجية وأحبار الأشعة الإلكترونية وتحسين أدائها على المطبعة.

في التغليف المرن على مكابس فليكسو ذات الطباعة الشائعة، هناك مساحة محدودة للتجفيف بين السطوح، ويقوم مصنعو الأحبار بتطوير أحبار المعالجة بالأشعة فوق البنفسجية والإلكترونية مع الماء أو المذيبات. تعمل هذه الأحبار كمخففات، وهناك درجة من التبخر في مرحلة الطباعة التي تتيح تحسين الاحتباس الرطب على الرطب.

هناك تطورات في طباعة الحفر بالحزمة الإلكترونية القائمة على الماء، على سبيل المثال تستخدم شركة IdeOn في شركة Amgraph Packaging في ولاية كونيتيكت الماء كمخفف لأحبار الحفر بالحزمة الإلكترونية القابلة للمعالجة بالحزمة الإلكترونية.

من المزايا المهمة لهذه الأحبار الهجينة أنها غير مصنفة كمواد خطرة، وهي الأحبار والطلاءات التقليدية الصلبة 100% فوق البنفسجية الصلبة. وهذا يعني أن المصنعين ليسوا مضطرين إلى وضع ملصق المواد الكيميائية الخطرة على العبوة، ويمكن نقلها بكميات كبيرة – في حين لا يمكن نقل الحبر فوق البنفسجي المصنف على أنه خطر في حاوية أكبر من 25 لترًا.

مستقبل أسواق الطباعة المعالجة بالإشعاع حتى عام 2022 يوفر أحجام السوق الكمية للتقنيات الرئيسية في مجال المعالجة بالإشعاع على مستوى العالم، ويتنبأ بالأسواق حتى عام 2022 حسب المعالجة وطريقة الطباعة وطريقة الطباعة وتطبيق الاستخدام النهائي. لمزيد من المعلومات، قم بتنزيل الكتيب من هنا.

معرض FESPA Global Print Expo يستعرض تقنية المعالجة بالأشعة فوق البنفسجية LED المتطورة

أكدت FESPA التزامها بالسوق الصناعية، وقالت إنه مجال عمل متنامٍ في سوق الطباعة ذات التنسيقات العريضة

تعال وشاهد أحدث طابعات UV-LED قيد التشغيل واحصل على بعض العينات في معرض FESPA العالمي للطباعةالذي يقام في الفترة من 15 إلى 18 مايو في ميسي برلين في ألمانيا.

للتسجيل في هذا الحدث، والاطلاع على مخطط الطابق المحدث ومعرفة المزيد عن مختلف الميزات الخاصة التي ستُعرض في معرض FESPA 2018, انقر هنا لزيارة الموقع الإلكتروني الرسمي للفعالية.